专利名称：一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，属电气测量领域，适于带电测量电容型电气设备的介质损耗。
介质损耗是表征绝缘材料电气性能好坏的重要指标之一，在电力系统中，为了发现电气绝缘方面的缺陷，常通过测量绝缘电阻、直流泄漏电流、介质损耗等参数，来评价高压电气设备的绝缘状况好坏。
高压电气设备的介质损耗一般都很小，对测量的精度要求高，在现场测量时，又容易受到各种形式的干扰，因此要精确和稳定地在现场测量高压电气设备的介质损耗难度较大。长期以来，人们一直没能很好地解决这一难题。
目前，用过零点检测法带电测量电容型电气设备介质损耗的装置存在需要高精度、高稳定性的电流互感器CT、放大器、移相器、滤波器、过零点检测器等器件的缺点，而元器件的老化、环境温度的变化、谐波的干扰，很难使上述器件达到人们需要的高精度和高稳定性，因此，很难精确、稳定地测量出介损值。
本实用新型的目的是提供一种新的带电测量电容型电气设备介质损耗的装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，它有标准电容C0、损耗调节电阻R0、可调电阻R1、端子A、P、Q、M、N、Y1、Y2、Y3；端子A是接被测设备原接地端的端子，端子P、Q是接检流计输入端的端子，端子M、N是接电压互感器二次侧输出的端子且分别接至可调电阻R1的两个固定端，端子Y1、Y2、Y3是读取标准电容C0和损耗调节电阻R0电压的端子；标准电容C0的一端与端子A、Q、Y1联接，标准电容C0的另一端与损耗调节电阻R0的一端联接，在标准电容C0和损耗调节电阻R0间引出端子Y2，损耗调节电阻R0的另一端与端子Y3、N联接并接地，可调电阻R1的调节端接至端子P。
本实用新型与已有装置相比具有如下优点本实用新型采用平衡电桥原理和电容、电阻联合取样，不需要高精度、高稳定性的电流互感器CT、放大器、移相器、滤波器、过零点检测器等组件，避开了以往测量介损的技术难点，具有很高的测量精度和稳定度，且使用安全、简单，有很高的实用价值，彻底解决了以往测量介质损耗精度和稳定性难以保证的缺陷。具体说明如下1、由于本实用新型采用了电桥平衡方式，使得本装置具有很高的测量精度。电桥的平衡是靠可调电阻R1调节PT1电压、标准电容C0和损耗调节电阻R0调节被测电容型电气设备侧的损耗进行的，当调节损耗调节电阻R0和可调电阻R1使电桥低压臂的等效介质损耗与被测电容型电气设备的实际介质损耗相等时，电桥达到平衡。该方法调节简单，具有良好的收敛性。
同时，本实用新型所述装置的测量精度不依赖桥臂电阻的稳定性，因此工作温升和环境温升引起的桥臂电阻值的变化不影响介质损耗的测量精度；而已有技术电阻值变化会严重影响介质损耗的测量精度。
本实用新型电桥平衡时，可使PT1侧的谐波与被测电容型电气设备侧的谐波大小和谐波相位基本相等，有效地抵消了谐波对测量的影响，不需高精度的滤波器；而已有技术必须在双侧使用高精度滤波器滤掉两侧谐波对测量的影响。
2、本实用新型用电容、电阻联合取样，采到的信号可达十几伏，后面无需再放大，就可直接进行测量，且电容自身的特性能使其上的电压和电流相差90度，不需要用移相器进行移相，省去了移相器；而已有技术用CT取样，因本身被测的信号只有几十个毫安，必须用放大器进行处理后才能进行测量，另外，还必需先用移相器移90度。
3、本实用新型电桥上配备的移相器，可以补偿高压PT、隔离PT1、标准电容C0的固定相移，对PT的角误差和标准电容C0的介质损耗的要求不高(但要保证PT角误差和标准电容C0介质损耗的稳定性)。
4、本实用新型使用可调电阻代替电阻箱，可以大大减小和减轻电桥的体积和重量。
5、本实用新型使用微功耗有源滤波器和数字式交流毫伏计，是用干电池供电，不用交流电源，可以，免去现场测量时联接仪器供电电源线的麻烦，按每天使用一小时计算，一次更新电池可使用半年以上。
图1是本实用新型装置测量介损接线示意图；图2是实施例1中的装置面板示意图；图3是实施例1装置电气示意图；图4是实施例2中的装置面板示意图；图5是本实用新型电桥平衡时的矢量图；下面利用附图，结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明实施例1如图3所示，一种带电测量电容型电气设备介质损耗的的装置，它有标准电容C0、损耗调节电阻R0、可调电阻R1、端子A、W1、W2；端子A是接被测设备原接地端的端子，端子W1、W2是接高压电压互感器PT二次侧的端子；标准电容C0的一端与端子A、滤波器L的一个输入端联接，电容电压读取装置Jc和开关K1串联后与标准电容C0并联，标准电容C0的另一端与损耗调节电阻R0的一端联接，电阻电压读取装置Jr和开关K2串接后与损耗调节电阻R0并联，损耗调节电阻R0的另一端与可调电阻R1一端联接并接地，可调电阻R1的两个固定端分别接至隔离电压互感器PT1的二次侧，移相器Y串接在可调电阻R1与隔离电压互感器PT1间，可调电阻R1的调节端接至滤波器L的另一个输入端，滤波器L的输出端接检流计的输入端，电阻电压读取装置Jr、电容电压读取装置Jc的输出端接至校正除法器CFQ的输入端，校正除法器CFQ的输出端接至显示器XS；上述检流计J、电容电压读取装置Jc、电阻电压读取装置Jr均是高阻抗的毫伏计。
检流计J、电容电压读取装置Jc、电阻电压读取装置Jr也可以是同一块高阻抗的毫伏计，经多通转换开关(取代开关K1和K2)可以分别接滤波器L、标准电容C0、损耗调节电阻R0。
一组标准电容C0均是介质损耗很小、稳定度高的以聚乙烯和聚丙烯等为介质的电容器；损耗调节电阻R0可以是多圈电位器等能够精确调整阻值大小的可变电阻；隔离电压互感器PT1是为隔离接地设置的，其角差小、且角差稳定；可调电阻R1用于调节U2的大小，是多圈电位器等能够精确调整阻值大小的可变电阻；
移相器Y可以补偿PT、PT1的角误差，及标准电容C0本身的介质损耗。因PT、PT1的角误差，及C0的介质损耗均很小，要求移相器是移相角度很小，且保持移相角稳定，又能够精细调整移相角的移相器；滤波器L可以是50Hz带通滤波器；它可以滤去PT、PT1本身产生的谐波成分、线路中的谐波分量、经PT和PT1产生部分相移后未能完全互相抵消掉的成分；校正除法器CFQ可以是任何能求出两个电压比值的电路；数值显示器XS是常规显示器。
本实用新型的测量原理及工作过程(如图1所示)是；本实用新型所速的方法和装置可以测量任何能与地相隔离的或具有末屏抽头的电流在2毫安至50毫安范围内的电容型高压电器设备的介质损耗。
首先，断开被侧设备的接地端，将本实用新型所述装置(参见图2)的端子A接在带电的被测设备的原接地端，端子W1、W2接在与被测设备的带电端相联接的高压电压互感器PT的二次侧；(其中图2中的Kd是仪器装置的接地端，Kr1是可调电阻R1的调节开关，Kr0是损耗调节电阻R0的调节开关，Kc是选择标准电容C0的开关)如图1、5所示，在高压PT原边施加的电压为1，经过隔离PT1、可调电阻R1后的输出电压为2，调节可调电阻R1可以使2沿着1矢量方向调整幅值大小，由于在被测设备接地端串联的标准电容C0和损耗调节电阻R0上的压降比被测设备上的电压小得多，因此，该回路上的泄漏电流
的大小和矢量方向由被测设备决定，串联的取样标准电容C0和损耗调节电阻R0对泄漏电流
的影响可以忽略不计；泄漏电流
在标准电容C0和损耗调节电阻R0上的压降分别是C0和R0，C0比
滞后90度电角，R0与
同相，调整可调电阻R1时，R0沿着与
平行的直线ab改变；调整可调电阻R1和损耗调节电阻R0，使电桥平衡，此时，C0和R0构成的合成矢量CR与2相一致(检流计指示为零)，电桥平衡后，闭合开关K1，通过电容电压读取装置测量出容性电压分量UC0；之后，再断开K1闭合K2，通过电阻电压读取装置测量出阻性电压分量UR0，由校正除法器计算出UR0/UC0＝tgδ，经显示器XS显示；也可以由人工分别测出容性电压分量UC0与阻性电压分量UR0，相除计算后得介质损耗值。
实施例2一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，在满足下述条件时，本实用新型所述装置可以不连接滤波器L、移相器Y、隔离电压互感器PT1；(1).高压电压互感器产生的谐波和电力系统的谐波均很小，使电桥的测量误差仍在规定范围内时，可以不连接滤波器。
(2).高压电压互感器的角差很小或已知确切的角误差值，可以在测量后进行计算修正时，可以不连接移相器Y。
(3).当能确实保证安全，且与高压电压互感器PT的地端的连线足够短时，可不连接隔离电压互感器PT1。
如图3中的虚线框所示装置有标准电容C0、损耗调节电阻R0、可调电阻R1、端子A、P、Q、M、N、Y1、Y2、Y3；
端子A是接被测设备原接地端的端子，端子P、Q是接检流计输入端的端子，端子M、N是接电压互感器二次侧输出的端子，端子Y1、Y2、Y3是读取标准电容C0和损耗调节电阻R0电压的端子；标准电容C0的一端与端子A、Q、Y1联接，标准电容C0的另一端与损耗调节电阻R0的一端联接，在标准电容C0和损耗调节电阻R0间引出端子Y2，损耗调节电阻R0的另一端与端子Y3、N联接并接地，可调电阻R1的两个固定端接至端子M、N，可调电阻R1的调节端接至端子P。
该装置的工作过程是首先，断开被侧设备的接地端，将本实用新型所述装置(参见图4)的端子A接在带电的被测设备的原接地端，端子M、N接至与被测设备的带电端相联接的高压电压互感器PT的二次侧；用检流计在端子Y1、Y2或Y2、Y3间测量出被测电容型电气设备X上的泄漏电流，根据泄漏电流的大小，按常规方法在一组标准电容中选择出适当的标准电容C0；用检流计在端子Y1、Y2测量出标准电容器C0上的压降，再在端子P、Q间接入检流计；调节可调电阻R1，把电压互感器上的电压U2调整到与标准电容C0上的压降大体相同；精细调节可调电阻R1和损耗调节电阻R0，使检流计指针为零，电桥平衡；用检流计分别在端子Y1、Y2和Y2、Y3间测量出标准电容C0和损耗调节电阻R0上的电压值UC0与UR0，则该被测设备的介质损耗角tgδ-UR0/UC0。
其工作原理和所用器件均与实施例1相同。
权利要求1.一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是它有标准电容C0、损耗调节电阻R0、可调电阻R1、端子A、P、Q、M、N、Y1、Y2、Y3；端子A是接被测设备原接地端的端子，端子P、Q是接检流计输入端的端子，端子M、N是接电压互感器二次侧输出的端子且分别接至可调电阻R1的两个固定端，端子Y1、Y2、Y3是读取标准电容C0和损耗调节电阻R0电压的端子；标准电容C0的一端与端子A、Q、Y1联接，标准电容C0的另一端与损耗调节电阻R0的一端联接，在标准电容C0和损耗调节电阻R0间引出端子Y2，损耗调节电阻R0的另一端与端子Y3、N联接并接地，可调电阻R1的调节端接至端子P。
2.如权利要求1所述的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是接线端子P、Q间接有检流计J。
3.如权利要求2所述的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是在检流计J的输入端前接有滤波器L。
4.如权利要求3所速的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是在可调电阻R1的两端头间接有隔离电压互感器PT1。
5.如权利要求4所述的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是在隔离电压互感器PT1和可调电阻R1间，接有移相器Y。
6.如权利要求5所述的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是在电压读取接线端子Y1、Y2间串接有开关K1和电容电压读取装置Jc，在电压读取接线端子Y2、Y3间串接有开关K2和电阻电压读取装置Jr，电容电压读取装置Jc与电阻电压读取装置Jr的输出端接校正除法器CFQ的输入端，校正除法器CFQ的输出端接显示器XS。
7.如权利要求6所述的一种带电测量电容型电气设备介质损耗的装置，其特征是检流计J、电容电压读取装置Jc、电阻电压读取装置Jr是同一块高阻抗的毫伏计，经多通转换开关分别接通接线端子P、Q，或电压读取接线端子Y1、Y2，或电压读取接线端子Y2、Y3。
专利摘要本实用新型公开了一种带电测量电容型电气设备介质损耗的方法及其装置,适于带电测量电容型电气设备的介质损耗,它采用平衡电桥原理和电容、电阻联合取样,避开了以往测量需要高精度、高稳定性的电流互感器CT、滤波器、放大器、移相器、过零点检测器的技术难点,具有很高的测量精度和稳定度,且使用安全、简单,有很高的实用价值,彻底解决了以往测量介质损耗精度和稳定性难以保证的缺陷。
文档编号G01R27/26GK2286316SQ9720052
公开日1998年7月15日 申请日期1997年1月13日 优先权日1997年1月13日
发明者蔡国雄, 甄为红, 杨晓洪, 杨威, 杨子强 申请人:电力工业部电力科学研究院